一天會製造多少尿液？
― 腎臟每天過濾 180 公升，再把 99％ 送回身體
一天排出的尿液，大約是 1.5 公升。然而腎臟每天過濾的水分，卻是它的 100 倍以上。腎臟先把「幾乎全部」都排出去，再從中把需要的撿回來。這種看似繞遠路的做法，其實有很好的理由。
早上起床上廁所，中午去一次，傍晚又去一次。一天去幾次廁所，是再平常不過的日子。
用寶特瓶來算，一天的量比一大瓶再少一點。我們很容易以為，身體裡製造的也差不多就是這麼多。
其實這「1.5 公升」，只是腎臟一天所處理水量中的一小部分殘餘而已。
腎臟的工作分成兩個階段
讓血液通過細密的濾網，除了血球和大型蛋白質，幾乎全部都濾出來。一天的量約 180 公升，接近一整缸家用浴缸的水量。
濾出的液體流過長長的管道時，水、鹽、糖幾乎都被送回身體。最後沒被取回、不到 1％ 的部分，就成了尿液。
不是「挑出要丟的」，而是「挑出要留的」。這就是腎臟的做法。我們依序來看看。
腎臟一天要把血漿重新洗過 60 次
心臟送出的血液中，大約五分之一會流進腎臟。腎臟左右各一個，每個都和拳頭差不多大。據說單單一側，裡面就塞了約 100 萬個小小的過濾器。
過濾器的入口處，微血管像毛線球一樣捲成一團。血液在這裡受血壓推擠，液體從管壁的縫隙滲出。縫隙的大小讓血球和大型蛋白質過不去，但水、鹽、糖和小型廢物都能直接穿過。
這樣濾出的量，每分鐘大約半杯。換算成一天，約是 180 公升。全身的血漿（血液扣除細胞後的液體部分）約只有 3 公升。也就是說，同樣的液體一天要重新過濾大約 60 次。
請看圖 1。血液從左邊進入，在中間的過濾器大量濾出。其中絕大部分如上方箭頭所示，被送回身體。右下方桶子裡積存的量，就是尿液。
過濾的力量，取決於血壓「扣掉之後」剩多少
在過濾器裡把液體推出去的，是心臟產生的血壓。不過，推力並不會全部都用上。
濾出的液體所積存的囊那一側，也有往回推的壓力。此外，留在血液裡的蛋白質，會把水拉回血管內。圖 2 左邊的長條是推出去的力，右邊兩條則是抵消它的力。據說扣掉之後剩下的，大約只有原本血壓的六分之一。
剩下的力量明明很小，為什麼還能大量過濾？因為過濾器的壁非常薄、縫隙很多，而且總面積很大。力量即使微弱，只要通道夠寬，流過的量就很可觀。反過來說，血壓一旦大幅下降，過濾的力量也會立刻消失。因此據說腎臟有一套調節機制，即使血壓有些變動，也能讓過濾量保持穩定。
為什麼要特地全部排出，再取回來？
既然要取回 99％，從一開始只挑不要的排出，不是更省事嗎？但那樣的話，腎臟就得把「該丟的東西」全部辨認出來。
進入身體的物質多得數不清，有食物成分、藥物、體內產生的廢物等等，還有第一次遇到的物質。要為它們逐一備齊辨認並丟棄的機制，實在太困難。
所以腎臟反其道而行。小分子先全部排出去，只把已知身體需要的東西（水、鹽、糖、胺基酸等）取回來。這樣一來，沒有準備回收機制的物質，就會自動被排出。越是陌生的物質，越能確實被丟掉。
代價是，取回的工作需要大量能量。腎臟的重量只有體重的 0.5％ 左右，卻據說用掉了身體約一成的氧氣。其中多半被認為是用在把鹽打回身體那一側。
血液中的糖平時雖然也會被濾出，但幾乎全部都會被取回。然而當血糖過高，取回的機制就會應付不來。於是沒能送回的糖，就混在尿液裡排出。古代的醫師發現了這一點，成為這個病名的由來。
大量流汗的日子，尿會變少、變濃。這是因為身體捨不得水，把送回的比例從 99％ 再稍微調高一點。用圖 1 的滑桿試試就知道，送回的比例只要稍有變化，尿量就會大幅改變。至於天冷時為什麼比較常跑廁所，我們在天氣變冷，為什麼會比較常跑廁所？中介紹過。
總結
腎臟一天濾出約 180 公升的液體，並把其中 99％ 以上送回身體。那 1.5 公升的尿，就是沒能送回的剩餘部分。因為採用「只挑需要的留下」的做法，連陌生的物質也不會漏掉，都能被丟棄。要調節尿量，也只需要動到最後那 1％。
腎臟不是在找要丟的東西。
它挑出要留的，其餘的全部沖走。
血液如何在身體裡循環，可以讀人們是怎麼知道血液在體內循環的？；血壓與身體高度的關係，則可以讀長頸鹿的血壓，為什麼是人的兩倍？
- 用量杯量出一次的尿量（先稍微沖洗乾淨），乘以一天的次數，算出大約的一天量。
- 把這個量除以 180 公升，算出濾出的液體中有幾％ 排到了體外。
- 比較大量流汗的日子，和涼爽又多喝水的日子，尿量與顏色有什麼不同。
多數人應該會落在 0.5～1％ 左右。如果連續幾天尿量極少，或在意顏色與量的變化，請向醫療機構諮詢。
想知道更多的人 ― 名詞、算式與教科書的連結明確標示內容屬於國中自然到大學專業課程的哪個程度
- 國中國中自然科會學到的範圍
- 高中高中「生物」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（生理學、腎臟學）的內容
- 研究連大學也不會當成「定論」來教、目前研究者仍在探究的話題
國中名詞：這個現象有專門的名稱
- 腎絲球（glomerulus）：腎臟裡由微血管像毛線球般捲成的過濾器。血漿在這裡被濾出。
- 原尿：剛在腎絲球濾出的液體。一天約產生 180 公升。
- 再吸收：在腎小管把原尿中的水、鹽、糖等取回身體。
- 腎元（nephron）：把腎絲球和與它相連的腎小管合在一起的單位。據說一側腎臟約有 100 萬個。
國中高中用算式驗證：由過濾量與送回比例算出一天的尿量
尿量由兩件事決定：「濾了多少」以及「其中送回了多少」。
| 用符號寫 | V ＝ G × t × （1 − r） |
| 用文字寫 | 一天的尿量 ＝ 每分鐘的過濾量 × 一天的分鐘數 ×（1 − 送回比例） |
| 這個算式的由來 | 水進出的收支帳（質量守恆）。濾出的量一定分成「送回身體的部分」與「成為尿液排出的部分」，沒有其他去處。 |
| V | 一天的尿量（L） |
| G | 腎絲球過濾率：每分鐘濾出的量（mL／分） |
| t | 時間（分）。一天是 1440 分 |
| r | 濾出的量中送回身體的比例（0～1） |
| 每分鐘的過濾量（成人代表值） | 約 125 mL |
| 一天的分鐘數 | 1440 分 |
| 送回身體的比例（代表值） | 約 99.2 ％ |
| 全身的血漿量 | 約 3 L |
| 每 1 L 血漿中的鈉 | 約 140 毫莫耳 |
| 1 莫耳食鹽的重量 | 約 58.5 g |
| 一天的過濾量（mL） | 125 × 1440 ＝ 180000 |
| 換算成公升 | 180000 ÷ 1000 ＝ 180 |
| 沒有成為尿液而剩下的比例（1 − 0.992） | 1 − 0.992 ＝ 0.008 |
| 一天的尿量（L） | 180 × 0.008 ＝ 1.44 |
| 血漿一天被過濾幾次 | 180 ÷ 3 ＝ 60 |
| 一天濾出的鈉（毫莫耳） | 180 × 140 ＝ 25200 |
| 換算成食鹽（25.2 莫耳，g） | 25.2 × 58.5 ＝ 1474.2 |
從濾出的 180 公升，得出了接近一天尿量的約 1.4 公升。若把送回比例改成 98％，則「1 − 0.98 ＝ 0.02」，尿量增加為「180 × 0.02 ＝ 3.6」公升。這和圖 1 滑桿的算法相同。另外，濾出的鹽換算成食鹽，一天約 1.5 公斤。相當於每天把飲食所攝取鹽量的 100 倍以上，先排出去、再取回來。
高中高中＋在哪裡、取回了什麼
高中高中生物會學到，從腎絲球濾入鮑氏囊的原尿，在流過腎小管與集尿管的過程中被再吸收。糖和胺基酸通常全部被取回，水和鹽則大部分被取回。尿素只有一部分被取回，所以在尿中的濃度比血漿高出幾十倍。比較各種物質的這個「濃縮率」，就能看出腎臟挑選留下的是哪些。
高中＋送回多少水，是由腦下垂體分泌的血管加壓素（抗利尿激素）作用在集尿管來調節。身體缺水時，這種激素增加，集尿管壁上的水通道（水通道蛋白）變多，水就更容易被取回。喝酒後比較常跑廁所，據說是因為酒精會抑制這種激素的分泌。
大學淨過濾壓、清除率、逆流機制
圖 2 的扣除過程，相當於描述液體穿過微血管壁流動的史達林方程式（史達林力）。就腎絲球而言，從腎絲球微血管的靜水壓，扣掉鮑氏囊的靜水壓與血漿的膠體滲透壓，就是「淨過濾壓」。再乘上整合了管壁通透性與面積的係數（超過濾係數），就得到腎絲球過濾率。臨床上，是用濾出後既不被再吸收也不被分泌的菊糖（inulin）之「腎清除率」來測量腎絲球過濾率。日常檢查則使用由血液中肌酸酐推算出的數值（估算腎絲球過濾率）。另外，尿能比血漿更濃，是因為亨利氏環形成的「逆流倍增系統」，使腎臟越深處的鹽濃度越高。
📖 算式的推導與更進階的內容：維基百科（日文）「腎絲球過濾率」 ／ 維基百科（日文）「腎元」
研究還沒有完全弄清楚的事
- 腎元的數量，為什麼會因人而差好幾倍？ 據報告，每側腎臟從數十萬個到 200 萬個以上，個體差異很大。有一種想法認為與出生前的環境有關，目前正在研究。
- 讓過濾量保持穩定的調節，是如何組合運作的？ 據說有血管本身對壓力起反應的機制，以及腎小管感測鹽量後通知過濾器的機制。兩者如何分工，以及生病時如何失衡，研究仍在持續。
- 隨年齡增長過濾量下降，有多少是無法避免的？ 據說會隨年齡逐漸下降，但從哪裡開始算疾病、到哪裡為止屬於自然變化，界線仍有爭論。
換句話說，這篇文章的內容也是「就目前所知範圍內的說明」。180 公升和 99％ 這些數字，也是會隨體型、年齡和當天喝水量而變的代表值。
與教科書的連結（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應處 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然科二年級「動物的身體構造與功能（排泄）」 | 腎臟從血液中濾出不要的物質 |
| 高中 | 生物「體內環境的維持（腎臟）」 | 原尿、再吸收、濃縮率、一天尿量的計算 |
| 高中＋ | 生物「激素的調節」 | 血管加壓素與水回收量的調節 |
| 大學 | 生理學・腎臟學 | 淨過濾壓、腎清除率、逆流倍增系統 |
| 研究 | 腎臟學・發育學 | 腎元數量的個體差異、過濾量的調節、老化造成的變化 |
| ― | 與生活的連結 | 流汗日子的尿色、健康檢查中的腎功能數值 |
- Hall, Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology（日文譯本《蓋頓生理學》，依原著第 13 版翻譯），Elsevier Japan ― 腎絲球過濾與淨過濾壓的章節
- 本間研一 監修《標準生理學》，Igaku-Shoin (醫學書院) ― 腎臟的章節
- 維基百科（日文）「腎絲球過濾率」
- 維基百科（日文）「腎元」
- 日本腎臟學會 (Japanese Society of Nephrology) 編《以實證為基礎的 CKD 診療指引》，東京醫學社 (Tokyo Igakusha)
※本文是為一般讀者撰寫的科學解說。文中數值是為了幫助理解原理的參考值與概算。關於身體狀況或疾病的判斷，請諮詢醫師等專業人士。